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具有双励磁绕组的混合励磁永磁电机制造技术

技术编号:13902751 阅读:118 留言:0更新日期:2016-10-25 23:06
一种具有双励磁绕组的混合励磁永磁电机,包括机壳、定子铁芯、定子电枢绕组、永磁体、转轴、转子铁芯、转子绕组。定子电枢绕组分布于定子槽中,转子铁芯布置有永磁磁极和铁磁磁极,转子绕组由灭磁励磁绕组和运行励磁绕组组成,灭磁励磁绕组套在永磁磁极极身,运行励磁绕组套在铁磁磁极极身,灭磁励磁绕组和运行励磁绕组分别与两台励磁控制系统相连。与现有技术相比,本发明专利技术的混合励磁永磁电机中有两套励磁绕组,具有宽范围的气隙磁场调节能力,以及正常励磁、强励、减励和灭磁等励磁功能,并且其结构与普通永磁同步电机相似,不存在轴向磁路和附加气隙,具有较高的功率密度和运行效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电机
,涉及一种永磁电机。
技术介绍
混合励磁永磁电机中同时存在永磁磁动势和电励磁磁动势,通常永磁磁动势占主导作用,电励磁磁动势起辅助作用,在充分保证永磁电机高效率优点的同时,解决永磁电机气隙磁场的调节难题。目前,国内外专家和学者提出的混合励磁永磁电机方案有近30种,在这些混合励磁永磁电机方案中,其电励磁绕组都可实现正常励磁、强励和减励等功能。然而,当混合励磁永磁电机内部出现故障时,由于永磁体的存在,如何实现其灭磁功能,现有的大部分混合励磁永磁电机方案均没有从设计上进行考虑。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足,提供一种具有双励磁绕组的混合励磁永磁电机。这里的双励磁绕组是指具备不同励磁功能的两套励磁绕组,一套励磁绕组实现励磁系统的正常励磁、强励和减励等功能,另一套绕组实现励磁系统的灭磁功能。本专利技术的技术方案是这样实现的。本专利技术包括一机壳(1),机壳(1)内装有由定子铁芯(2)、定子电枢绕组(3)组成的定子和由永磁磁极(4)、永磁体(5),铁磁磁极(6)、转轴(7)、转子铁芯(8)、转子绕组(9)组成的转子;定子电枢绕组(3)分布于定子铁芯(2)上沿圆周方向开设的槽(10)中,转子铁芯(8)上布置有永磁磁极(4)和铁磁磁极(6),每个永磁磁极(4)布置永磁体(5),永磁体(5)关于永磁磁极(4)中心线对称分布,转子绕组(9)由转子灭磁励磁绕组(11)和转子运行励磁绕组(12)组成,转子灭磁励磁绕组(11)套在永磁磁极(4)极身,转子运行励磁绕组(12)套在铁磁磁极(6)极身,转子灭磁励磁绕组(11)和转子运行励磁绕组(12)分别与两台励磁控制系统相连。本专利技术所述的定子电枢绕组(3)可以为多相对称绕组;也可以为单相绕组。本专利技术所述的永磁磁极(4)与铁磁磁极(6)的数量可以根据电压调节范围确定。本专利技术所述的永磁体(5)可以采用内置式布置;也可以采用表贴式布置。本专利技术所述的电机可以为内转子电机或者外转子电机;也可以为旋转磁极式电机或者旋转电枢式电机。本专利技术的具有双励磁绕组的混合励磁永磁电机定子铁芯(2)上布置一套定子电枢绕组(3),用于机电能量转换。转子铁芯(8)上布置有永磁磁极(4)和铁磁磁极(6),永磁体(5)、转子灭磁励磁绕组(11)布置在永磁磁极(4),转子运行励磁绕组(12)布置在铁磁磁极(6)。永磁磁极(4)和铁磁磁极(6)的极数之和与定子电枢绕组(3)的极数相同,定子电枢绕组(3)与永磁体(5)和转子运行励磁绕组(12)相对应,产生电磁感应作用,相当于一台旋转磁极的同步发电机。当发电机正常运行时,永磁磁极(4)的转子灭磁励磁绕组(11)不输入励磁电流,励磁磁动势由永磁体(5)产生的永磁磁动势和铁磁磁极(6)的转子运行励磁绕组(12)产生的电励磁磁动势共同建立,通过调节铁磁磁极(6)的转子运行励磁绕组(12)的励磁电流,实现励磁系统正常励磁、强行励磁,以及强行减励等功能;当发电机内部故障时,使铁磁磁极(6)的转子运行励磁绕组(12)的励磁电流为0,永磁磁极(4)的转子灭磁励磁绕组(11)输入励磁电流,使其产生的气隙磁场方向与永磁体(5)产生的气隙磁场方向相反,从而实现励磁系统的灭磁功能。与现有技术相比,本专利技术的混合励磁永磁电机具有如下特点。1、该混合励磁永磁电机中有两套励磁绕组,具有正常励磁、强励、减励和灭磁等功能,解决了混合励磁永磁电机的灭磁问题。2、该混合励磁永磁电机结构与普通永磁同步电机相似,不存在轴向磁路和附加气隙,具有较高的功率密度和运行效率。附图说明图1是本专利技术具有双励磁绕组的混合励磁永磁电机结构示意图,也是图2的A-A截面图。其中1为机壳,2为定子铁芯,3为定子电枢绕组,4为永磁磁极,5为永磁体,6为铁磁磁极,7为转轴,8为转子铁芯,9为转子绕组,13为轴承。图2是本专利技术图1所示电机的截面图,以8极为例。其中2为定子铁芯,3为定子电枢绕组,4为永磁磁极,5为永磁体,6为铁磁磁极,7为转轴,8为转子铁芯,10为定子铁芯上布置绕组的槽,11为永磁磁极4上布置的转子灭磁励磁绕组,12为铁磁磁极6上布置的转子运行励磁绕组。图3是本专利技术的电路原理图。图4 是本专利技术永磁体产生的气隙磁密波形。图5 是本专利技术永磁体和运行励磁绕组共同产生的气隙磁密波形。图6 是本专利技术永磁体和灭磁励磁绕组共同产生的气隙磁密波形。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。由图1-3可知,本专利技术的具有双励磁绕组的混合励磁永磁电机,包括机壳1,机壳1内配置有定子铁芯2,定子铁芯2上沿圆周方向开槽10,槽10内布置有定子电枢绕组3。机壳1与定子铁芯2固定不动。机壳1内配置有转轴7,转轴7通过轴承13与机壳1连接。转轴7上配置转子铁芯8,转子铁芯8上有永磁磁极4和铁磁磁极6,转子绕组9由转子灭磁励磁绕组11和转子运行励磁绕组12。永磁磁极4上布置有永磁体5和转子灭磁励磁绕组11,铁磁磁极6上布置有转子运行励磁绕组12,转子灭磁励磁绕组11和转子运行励磁绕组12通过两组滑环和电刷分别与两台励磁控制系统相连。永磁体5、转子铁芯8和转子绕组9可一起随转轴7在定子铁芯2内旋转。本专利技术的工作原理是:当发电机空载运行时,转轴7以同步速旋转,励磁控制系统1工作,励磁控制系统2不工作,转子运行励磁绕组12中输入励磁电流,转子灭磁励磁绕组11中不输入励磁电流,空载气隙磁场由永磁体5和转子运行励磁绕组12产生的励磁磁动势共同建立,通过调节转子运行励磁绕组12中励磁电流的大小,可以调节铁磁磁极6的气隙磁场大小,如图4和图5所示,气隙磁场在定子电枢绕组3中感应同步频率的电动势,该电动势在转速一定时保持恒定。当发电机负载运行时,永磁体5、转子运行励磁绕组12和定子电枢绕组3产生的磁动势共同建立气隙磁场,励磁控制系统1通过控制转子运行励磁绕组12的励磁电流大小,可满足发电机带不同负载的要求,具备正常励磁、强行励磁,以及强行减励等励磁功能。当发电机内部故障时,励磁控制系统1不工作,励磁控制系统2工作,转子运行励磁绕组12中不输入励磁电流,转子灭磁励磁绕组11中输入励磁电流,使其产生的气隙磁场方向与永磁体5产生的气隙磁场方向相反,如图6所示,只要在转子灭磁励磁绕组11中输入足够大的励磁电流,其产生的气隙磁场就可以完全抵消永磁体产生的气隙磁场,从而达到灭磁的目的。本专利技术用作发电机时,定子电枢绕组3与负载相连,用作电动机时,定子电枢绕组3与驱动电源相连。本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有双励磁绕组的混合励磁永磁电机,包括一机壳(1),其特征在于:机壳(1)内装有由定子铁芯(2)、定子电枢绕组(3)组成的定子和由永磁磁极(4)、永磁体(5),铁磁磁极(6)、转轴(7)、转子铁芯(8)、转子绕组(9)组成的转子;定子电枢绕组(3)分布于定子铁芯(2)上沿圆周方向开设的槽(10)中,转子铁芯(8)上布置有永磁磁极(4)和铁磁磁极(6),每个永磁磁极(4)布置永磁体(5),永磁体(5)关于永磁磁极(4)中心线对称分布,转子绕组(9)由转子灭磁励磁绕组(11)和转子运行励磁绕组(12)组成,转子灭磁励磁绕组(11)套在永磁磁极(4)极身,转子运行励磁绕组(12)套在铁磁磁极(6)极身,转子灭磁励磁绕组(11)和转子运行励磁绕组(12)分别与两台励磁控制系统相连。

【技术特征摘要】
1.具有双励磁绕组的混合励磁永磁电机,包括一机壳(1),其特征在于:机壳(1)内装有由定子铁芯(2)、定子电枢绕组(3)组成的定子和由永磁磁极(4)、永磁体(5),铁磁磁极(6)、转轴(7)、转子铁芯(8)、转子绕组(9)组成的转子;定子电枢绕组(3)分布于定子铁芯(2)上沿圆周方向开设的槽(10)中,转子铁芯(8)上布置有永磁磁极(4)和铁磁磁极(6),每个永磁磁极(4)布置永磁体(5),永磁体(5)关于永磁磁极(4)中心线对称分布,转子绕组(9)由转子灭磁励磁绕组(11)和转子运行励磁绕组(12)组成,转子灭磁励磁绕组(11)套在永磁磁极(4)极身,转子...

【专利技术属性】
技术研发人员:夏永洪李梦茹蒋华胜肖异瑶陈招安叶备
申请(专利权)人:南昌大学
类型:发明
国别省市:江西;36

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